MedElevator
Войти в исследования DOI 10.1186/s12967-024-05422-1
Целенаправленные метаболомики выявляют точные биомаркеры метаболита CSF для дифференциации COVID-19 с неврологическим участием и инфекциями CNS с нейротропическими вирусными патогенами.
Аннотация
КОЛИЧЕСТВО: COVID-19 считается главным образом инфекцией дыхательных путей, но она также может влиять на центральную нервную систему (CNS), что может привести к долгосрочным последствиям. В отличие от CNS-инфекций классическими нейротропическими вирусами, SARS-COV-2 обычно не обнаруживается в цереброспиновой жидкости (CSF) у пациентов с COVID-19 с неврологическим участием (neuro-COVID), что указывает на фундаментальные различия в патогенезах.
МЕТОДЫ
Для оценки различий в метаболизме CNS в нейроковиде по сравнению с инфекциями CNS с помощью классических нейротропических вирусов мы применили целевой метаболический анализ 630 метаболитов к CSF от пациентов с i) COVID-19 с неврологическим участием [n = 16, включая острые (n = 13) и после COVID-19 (n = 3)], ii) вирусным менингитом, энцефалитом или миэлитом (n = 10) из-за вируса герпеса slipex (n = 2), вирусом варицелла зостера (n = 6), вирусом энтовируса (n = 1) и вирусом тикальцевого энцефалита (n = 1) и iii) асептическим нейрофламизмом (менингитом, энцефалитом или миелитом) неизвестной этиологии (n = 21) в качестве дополнительного средства контроля за заболеваниями.
Результаты
стандартные параметры КСФ, указанные в нейро-COVID, отсутствуют или с низким уровнем нейро-воспаления. Действительно, количество клеток CSF было низким в нейро-COVID (median 1 клетка/мл, диапазон 0-12) и точно дискриминировало его от вирусных инфекций CNS (AUC = 0,99) и асептической нейроинфламмации (AUC = 0,98). 32 метаболита CSF прошли оценку качества и были включены в анализ. Концентрации дифференциальных изобилий (большое изменение ≥ Δ1,5 , FDR ≤ 0,05) метаболитов были как более высокими (9 и 5 метаболитов), так и более низкими (2 метаболита) в нейро-COVID, чем в двух других группах. Концентрации цитруллина, церамида (d18:1/18:0) и метионина были наиболее значительными в нейро-COVID. Удивительно, что триглицерид TG(20:1_32:3) был значительно ниже (сменные изменения в лопатке = 0,09 и 0,11) у нейро-COVID по сравнению со всеми вирусными инфекциями CNS и большинством асептических образцов нейроинфламмации, идентифицировав его как высокоточный биомаркер с AUC = 1 и 0,93, соответственно. По всем образцам концентрация TG(20:1_32:3) соотносилась лишь незначительно с количеством клеток CSF (β = 0,65), концентрацией белка (β = 0,64) и Q-альбумина (Δ = 0,48), что говорит о том, что ее низкие уровни в нейро-COVID CSF лишь частично объясняются менее выраженным нейроинфламмацией.
ВЫВОДЫ
Полученные результаты свидетельствуют о том, что реакция CNS на метаболит в нейро-COVID существенно отличается от вирусных инфекций CNS и асептической нейроинфламмации и может использоваться для обнаружения точных диагностических биомаркеров в CSF и для изучения различий в патофизиологии между нейро-COVID, вирусными инфекциями CNS и асептической нейроинфламмацией.
Название и аннотация на языке оригинала
Targeted metabolomics identifies accurate CSF metabolite biomarkers for the differentiation between COVID-19 with neurological involvement and CNS infections with neurotropic viral pathogens.
BACKGROUND
COVID-19 is primarily considered a respiratory tract infection, but it can also affect the central nervous system (CNS), which can result in long-term sequelae. In contrast to CNS infections by classic neurotropic viruses, SARS-CoV-2 is usually not detected in cerebrospinal fluid (CSF) from patients with COVID-19 with neurological involvement (neuro-COVID), suggesting fundamental differences in pathogenesis.
METHODS
To assess differences in CNS metabolism in neuro-COVID compared to CNS infections with classic neurotropic viruses, we applied a targeted metabolomic analysis of 630 metabolites to CSF from patients with (i) COVID-19 with neurological involvement [n = 16, comprising acute (n = 13) and post-COVID-19 (n = 3)], (ii) viral meningitis, encephalitis, or myelitis (n = 10) due to herpes simplex virus (n = 2), varicella zoster virus (n = 6), enterovirus (n = 1) and tick-borne encephalitis virus (n = 1), and (iii) aseptic neuroinflammation (meningitis, encephalitis, or myelitis) of unknown etiology (n = 21) as additional disease controls.
RESULTS
Standard CSF parameters indicated absent or low neuroinflammation in neuro-COVID. Indeed, CSF cell count was low in neuro-COVID (median 1 cell/µL, range 0-12) and discriminated it accurately from viral CNS infections (AUC = 0.99) and aseptic neuroinflammation (AUC = 0.98). 32 CSF metabolites passed quality assessment and were included in the analysis. Concentrations of differentially abundant (fold change ≥|1.5|, FDR ≤ 0.05) metabolites were both higher (9 and 5 metabolites) and lower (2 metabolites) in neuro-COVID than in the other two groups. Concentrations of citrulline, ceramide (d18:1/18:0), and methionine were most significantly elevated in neuro-COVID. Remarkably, triglyceride TG(20:1_32:3) was much lower (mean fold change = 0.09 and 0.11) in neuro-COVID than in all viral CNS infections and most aseptic neuroinflammation samples, identifying it as highly accurate biomarker with AUC = 1 and 0.93, respectively. Across all samples, TG(20:1_32:3) concentration correlated only moderately with CSF cell count (ρ = 0.65), protein concentration (ρ = 0.64), and Q-albumin (ρ = 0.48), suggesting that its low levels in neuro-COVID CSF are only partially explained by less pronounced neuroinflammation.
CONCLUSIONS
The results suggest that CNS metabolite responses in neuro-COVID differ fundamentally from viral CNS infections and aseptic neuroinflammation and may be used to discover accurate diagnostic biomarkers in CSF and to gain insights into differences in pathophysiology between neuro-COVID, viral CNS infections and aseptic neuroinflammation.
Предметные рубрики MeSH
Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Ошибки и ограничения
История · было → стало
Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.
Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.